TCC - ELETROTECNICA- FABRICIO FERREIRA

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ESCOLA POLITÉCNICA BRASILEIRA 
CURSO TÉCNICO EM ELETROTÉCNICA 
 
 
 
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO 
 
 
 
 
FABRÍCIO ALEXANDRE DANTAS FERREIRA 
 
 
 
 
ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SANTA CRUZ/RN 
2024 
 
 
 
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ESCOLA POLITÉCNICA BRASILEIRA 
CURSO TÉCNICO EM ELETROTÉCNICA 
 
FABRÍCIO ALEXANDRE DANTAS FERREIRA 
 
 
 
 
 
 
ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA 
 
 
 
Artigo Científico Apresentado à Escola Politécnica 
Brasileira, como requisito parcial para a obtenção 
do título de Técnico em Eletrotécnica. 
 
Professor Orientador: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SANTA CRUZ/RN 
2024 
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RESUMO 
 
A procura pelos vários tipos de matriz energética tem se tornado cada vez mais 
significativa, sendo este estimulado por dois principais fatores, sendo: o primeiro pelo 
atual panorama energético, onde a diminuição das chuvas vem acontecendo 
frequentemente e por consequente faz com que aconteça a redução de energia 
geradas pelas hidrelétricas, e segundo, pela necessidade de explorar recursos 
renováveis os quais tragam flexibilidade e sustentabilidade em sua utilização. E é 
diante deste cenário que enaltecemos a energia solar fotovoltaica, apresentando-a 
como uma tecnologia em constante avanço, tanto no Brasil quanto no mundo. O 
presente trabalho busca apresentar o princípio de utilização desta energia, 
demostrando sua metodologia e seus impactos no cenário mundial. Tomando por 
base pesquisas realizadas, artigos e revistas, buscando também mostrar, uma visão 
da utilização da luz solar como produção eficaz de energia elétrica, através de painéis 
fotovoltaicos, os quais possivelmente serão aplicados em casas, cidades inteiras por 
meio da iluminação pública, fábricas e demais ambientes que necessitem de uma 
opção sustentável no que diz respeito ao uso de energia. 
 
Palavras-chave: Energia elétrica; Luz solar; Fotovoltaica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ABSTRACT 
 
The demand for the various types of energy matrix has become increasingly 
significant, which is stimulated by two main factors, namely: the first by the current 
energy panorama, where the decrease in rainfall has been happening frequently and 
consequently causes the reduction of energy generated by hydroelectric plants, and 
second, by the need to explore renewable resources which bring flexibility and 
sustainability in their use. And it is against this backdrop that we praise photovoltaic 
solar energy, presenting it as a technology in constant advancement, both in Brazil and 
in the world. The present work seeks to present the principle of use of this energy, 
demonstrating its methodology and its impacts on the world scenario. Based on 
research, articles and magazines, also seeking to show a vision of the use of sunlight 
as an effective production of electricity, through photovoltaic panels, the which will 
possibly be applied in homes, entire cities through public lighting, factories and other 
environments that need a sustainable option with regard to energy use. 
 
Keywords: Electricity; Sunlight; Photovoltaic. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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SUMÁRIO 
 
1.INTRODUÇÃO .....................................................................6 
2.REFERENCIAL TEORICO ...................................................9 
3.CONSIDERAÇÕES FINAIS................................................13 
4.REFERÊNCIAS ..................................................................14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. INTRODUÇÃO 
 
A maior fonte de energia para o nosso planeta é a proveniente do Sol, a força 
motriz por trás dos processos da vida. Este é um dos melhores recursos naturais para 
geração de energia elétrica, sendo renovável, não poluente e em longo prazo de baixo 
custo de manutenção. Desta forma, nota-se o aumento no número de pessoas 
interessadas em produzir energia elétrica em casa a partir da energia solar e este 
trabalho por sua vez busca descrever o processo de conversão e utilização desta 
energia renovável. A Energia Fotovoltaica, tecnologia versátil e flexível, pode ser 
utilizada para atender necessidades energéticas praticamente em todos os locais 
quando e onde for necessário. 
O termo fotovoltaico provém da palavra grega “fotos” (luz) com voltaico, 
homenagem a Alessandro Volta, um pioneiro no estudo da eletricidade. 
As células fotovoltaicas realizam a conversão de energia solar em elétrica sem 
partes móveis, ruído, poluição ou radiação. Essas são feitas de um material 
semicondutor, geralmente de silício que é tratado quimicamente para criar uma 
camada de carga positiva e uma camada de carga negativa. 
Uma corrente contínua é gerada pela captação de elétrons que são 
desalojados da célula fotovoltaica quando a energia solar atinge a mesma. 
A corrente e a voltagem são maiores, quanto maior for o número de células, 
e estas juntas formam um painel fotovoltaico. No Brasil, há algum tempo atrás a 
energia solar fotovoltaica era empregada somente em pequenos sistemas isolados 
instalados em locais não atendidos pela rede elétrica e locais de difícil acesso. 
Atualmente, os sistemas fotovoltaicos conectados à rede vêm aumentando no Brasil 
e a expectativa é que aumente ainda mais nos próximos anos devido a aprovação do 
uso de sistemas de geração conectados às redes de distribuição pela Agência 
Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) (VILLALVA, 2015). 
 
 
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Nessa direção, o estudo pretende refletir sobre a utilização de energia 
renováveis, como uma forma de ressignificar o uso de energia em ambientes 
domiciliares, prediais, etc. Partindo da problemática onde perguntasse: Quais os 
benefícios o uso de energias renováveis em ambientes públicos e domiciliares, a 
adoção deste novo modelo de geração de energia realmente é eficaz e satisfatório, 
tanto para o ambiente quanto no que diz respeito aos custos benefícios de quem o 
adota? 
 Não obstante, o objetivo geral da presente pesquisa é: investigar e 
compreender a importância do uso das energias renováveis aplicada nos prédios 
públicos e domiciliares de uma determinada cidade, como também enaltecer a adoção 
deste novo modelo de geração de energia, evidenciando-o se realmente é eficaz e 
satisfatório, tanto para o ambiente quanto no que diz respeito aos custos benefícios 
de quem o adota, e como objetivos específicos temos: refletir sobre a importância e 
valor das energias renováveis para os principais destinatários desse serviço; 
considerar os métodos inovadores expostos na teoria de diversos autores 
conceituados na área; analisar o uso eficaz das energias renováveis, com ênfase na 
energia solar. 
Para a realização deste, realizou-se um levantamento bibliográfico com o intuito 
de oferecer um verdadeiro embasamento teórico para este estudo. Para isso serão 
utilizados tanto livros, como artigos científicos, pesquisas e outros trabalhos 
produzidos por autores e alunos conceituados, consultou-se também acervos digitais. 
Metodologicamente utilizamos da pesquisa bibliográfica e documental, cuja ação 
ocorre em torno de materiais epistêmicos e ontológicos do tema proposto, assim como 
de documentos capazes de potencializar a produção de conhecimento em torno desse 
tema. Realiza-se então, uma pesquisa de finalidade básica estratégica, objetiva - 
descritiva e exploratória, sob método hipotético-dedutivo, e será realizada com 
procedimentos bibliográficos. Diante disso, verifica-se que a abordagem foi coletar 
informações de fontes variadas para criar um suporte conceitual sobre o regime 
disciplinar diferenciado e suas hipóteses de aplicação. Utilizamos a Pesquisa 
Bibliográfica como procedimento principal neste trabalho, buscando embasamento em 
autoresque trabalham no levantamento de referências. 
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Sobre o que diz respeito aos resultados, foi consideravelmente positivo o objetivo 
proposto pelo tema, podendo se perceber que esta fonte de energia é de suma 
importância utilizando-a de forma sustentável, reduzindo assim o custo no consumo 
de energia, pois através das placas solares fotovoltaicas pode-se gerar energia limpa 
a qual não agride o meio ambiente. 
O presente trabalho está subdividido em: introdução, onde se relata pontos 
principais da pesquisa; fundamentação teórica, destacando os principais autores e 
contribuidores para realização deste; procedimentos metodológicos, destacando as 
etapas de realização dele; e por consequente os resultados esperados e alcançados 
durante o processo deste; finalizando com as considerações finais, onde destacamos 
nossos pontos finais para a conclusão deste. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.REFERENCIAL TEÓRICO 
 
2.1 Energia solar 
 
 A energia do sol, além de iluminar e aquecer, é responsável por manter a vida 
na terra. 
Embora para nós, algo único e de importância vital por sua proximidade, o sol 
é elemento insignificante entre as estrelas da sequência principal. 
A energia solar chega a Terra nas formas térmica e luminosa. Segundo o 
estudo do Plano Nacional de Energia 2030, produzido pela Empresa de Pesquisa 
Energética (EPE), a irradiação solar incidente por ano na superfície da Terra é 
suficiente para atender milhares de vezes o consumo anual de energia do mundo. 
Essa radiação, porém, não atinge de maneira uniforme toda a crosta terrestre, 
depende da latitude, da estação do ano e de condições atmosféricas como 
nebulosidade e umidade relativa do ar. Ao passar pela atmosfera terrestre, a energia 
solar manifesta-se sob a forma de luz visível de raios infravermelhos e de raios 
ultravioleta. É possível captar essa luz e transformá-la em alguma forma de energia 
utilizada pelo homem: térmica ou elétrica. São os equipamentos utilizados nessa 
captação que determina qual será o tipo de energia a ser obtida. 
Se for utilizada uma superfície escura para a captação, a energia solar será 
transformada em calor. Se utilizadas células solares fotovoltaicas (painéis solares 
fotovoltaicos), o resultado será a eletricidade. 
 
 
 
 
 
 
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2.2 Painéis fotovoltaico 
 
Células Fotovoltaicas De acordo com Braga (2008), o efeito fotovoltaico foi 
observado pela primeira vez em 1839, por Edmund Becquerel, em uma solução de 
selênio. Mais tarde, esse efeito foi estudado em sólidos e, por volta de 1880, foi 
confeccionado o primeiro módulo fotovoltaico utilizando se selênio. Este módulo 
possuía eficiência de 2%. 
A partir de 1950, após pesquisas realizadas nos EUA, foi construído o primeiro 
módulo fotovoltaico de silício. O sistema de transformação de energia solar em 
elétrica, por meio de células fotovoltaicas, é uma forma instantânea de adquirir energia 
elétrica. As placas fotovoltaicas se utilizam da radiação solar como fonte de energia 
natural, que é a mais limpa e abundante, transformando a em energia elétrica. A 
energia gerada é na forma de corrente contínua semelhante à corrente da bateria de 
um automóvel. Esse processo é realizado livre de poluição, ruídos e radiação. Essas 
células são compostas de um material semicondutor, onde na maioria das vezes se 
trata do silício, por ser um recurso bastante farto na nossa terra. O silício é 
quimicamente tratado a fim de criar uma camada de carga positiva, e uma camada 
negativa. Segundo (PIRES, D. H. 2015), a partir do momento em que o sol incide 
nessa célula, ocorre um desacoplamento de um elétron. Elétron esse, que é recolhido 
por um fio ligado ao sistema, formando assim, uma corrente elétrica. 
Consequentemente, quanto maior o número desses elétrons, maior é a corrente e 
tensão. 
 
 
 
 
 
 
 
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2.3 Funcionamento do Sistema Fotovoltaico 
Os painéis fotovoltaicos captam a energia solar e a transformam em corrente elétrica 
contínua (DC). Posteriormente a corrente é enviada aos inversores que transformam 
a corrente contínua em corrente alternada (AC), a mesma fornecida pelas 
concessionárias. Os inversores por sua parte enviam a corrente alternada para o 
painel central elétrico que alimenta os equipamentos elétricos da instalação. O 
excedente de energia produzido é devolvido à rede elétrica local. A inserção de 
energia na rede causa a regressão do relógio medidor o que implica na redução do 
consumo e consequentemente do valor da conta de luz (figura 1). 
 
 
 
2.4 Prós e contras da Energia Solar 
 
Vantagens e desvantagens da energia solar. 
VANTAGENS 
o É um tipo de energia renovável pois não consome nada além da luz do 
sol; 
o É uma energia limpa, mais até que a hidrelétrica; 
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o É barata, haja vista que ninguém paga para tomar sol; 
 
 
o Não demanda petróleo para sua geração ou utilização; 
o Quanto melhor ela fica, e mais avançamos com nossas tecnologias, 
mais barata ela tende a ficar; 
o A bateria de lítio permite armazenar energia para consumo posterior; 
o Podemos instalar estes sistemas fotovoltaicos em qualquer localização 
do planeta, independente da presença da rede pública de energia 
elétrica; 
o São sistemas que praticamente não demanda manutenção. 
 
 
DESVANTAGENS 
o Apesar da queda enorme e constante dos preços, os sistemas de 
aproveitamento da energia solar ainda têm os custos relativamente 
elevados; 
o São tecnologias ainda pouco utilizadas no mundo, quando comparadas 
com combustíveis fósseis, por exemplo; 
o São melhores em locais com boa insolação e podem deixar a desejar, 
ou demandar instalações maiores em locais com pouca disponibilidade 
de sol; 
o Falta de investimento e concorrência no mercado de engenharia elétrica 
para proporcionar mais investimentos no setor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3.CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
 Por fim, dadas as informações deste, chegamos ao nosso objetivo o qual era 
apresentar o conceito de energia fotovoltaica, seu funcionamento, e sua expansão 
como energia renovável. Os resultados aqui, foram atingidos através de pesquisas 
realizadas em artigos, revistas e sites conceituados, onde demostramos nas 
referências bibliográficas. Fica ainda necessário, lembrar que a Energia Fotovoltaica 
não é apenas uma solução viável a sustentabilidade do país, mas sim uma forma nova 
de produção de riqueza e conhecimento ao Brasil, podendo ser responsável de livrá-
lo de contas caras e custos altos para fornecimento de energia e podermos usufruir 
de uma fonte de energia limpa. 
Logo, vale destacar que este trabalho de conclusão de curso não teve a 
pretensão de esgotar o tema apresentado, mas sim trazer luz a sua importância e 
estimular novas discussões a respeito dessa temática. Mediante a isso, conclui-se o 
presente trabalho, não deixando de compreender as limitações da própria natureza 
do tema escolhido, assim como dos instrumentos utilizados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
ANEEL – AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA. Relatório Aneel 2013. 
Acesso maio de 2024. 
 
CEPEL – CENTRO DE PESQUISAS DE ENERGIA ELÉTRICA. A energia solar no 
Brasil. 2013. 
 
______Ministério de Minas e Energia, Nota Técnica 19/14 – Inserção da Geração 
Fotovoltaica Distribuída no Brasil, do Ministério de Minas e Energia. Disponível 
em:. Acesso em: 07 maio de 2020. 
 
GORE, A. Nossaescolha: um plano para solucionar a crise climática. Our choice: 
a planto solve the climate crisis. Barueri, SP: Manole, 2014. 
MACHADO, C.; MIRANDA, F. Energia Solar Fotovoltaica: Uma breve revisão. Outubro 
2016. 
 
NORMAS DA ABNT: Citações e Referências Bibliográficas. Disponível em: Acesso 
em: 05 nov.2022. TECNOLOGIA de ponta na implantação de painéis solares 
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PINHO, J.; GALDINO, M. Manual de engenharia para sistemas fotovoltaicos. Rio 
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PIRES, D. H. Viabilidade da implantação de painel fotovoltaico em republicas. 
Dissertação (Mestrado em Engenharia de Controle e Automação) - Universidade 
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https://www.monografias.ufop.br/bitstream/35400000/1175/1/MONOGRAFIA_Viabilid
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VILLALVA, Marcelo Gradella. Energia Solar Fotovoltaica: Conceitos e Aplicações. 
2. ed. São Paulo: érica | Saraiva, 2015. 224 .